Jak poprawić wydajność silnika elektrycznego?

Who "stole" the electric motor efficiency? 1% efficiency improvement means a lot!

Jak poprawić wydajność silnika elektrycznego?

Porozmawiajmy dzisiaj na ten temat.

Silniki o wysokiej sprawności są bezpośrednio powiązane z polityką oszczędzania energii i redukcji emisji, a wiele kluczowych projektów krajowych i projektów komunalnych składających oferty na silniki elektryczne musi spełniać wymagania oceny efektywności energetycznej IE3, szczególnie w przypadku silników elektrycznych wprowadzanych do krajów europejskich poprzez eksport, wymagania te stanowią prawie próg minimalny.

Jednak producentom silników elektrycznych zbyt trudno jest poprawić wydajność i istnieje wiele technologii wąskich gardeł, które należy przełamać, takich jak określenie strat, określenie kluczowych czynników wpływających na sprawność silnika elektrycznego, przyczyny strat i analiza ilościowa itp.

Poniżej znajduje się zestawienie i analiza przyczyn wzrostu strat, zaczynając od przyczyn wzrostu strat jedna po drugiej.

Duże straty miedzi stojana w silnikach elektrycznych

● Opór uzwojenia stojana jest duży.

(1) Duża rezystywność drutu lub mała średnica drutu, nierówna średnica drutu lub mniejsza liczba równoległych rdzeni uzwojenia.

(2) Błąd okablowania lub słabe spawanie.

(3) Rzeczywista liczba zwojów jest większa niż wartość projektowa.

● Wysoki prąd stojana.

(1) Inne straty są duże.

(2) Asymetria uzwojenia stojana powoduje, że trzy fazy są niezrównoważone.

(3) Poważna nierówna szczelina powietrzna stojana i wirnika.

(4) W tym momencie rezystancja będzie mniejsza niż wartość normalna, ponieważ liczba zwojów jest mniejsza niż wartość normalna.

(5) okablowanie uzwojenia jest nieprawidłowe.

Duża utrata miedzi na wirniku

● Opór uzwojenia wirnika (lub prowadnicy) jest duży.

(1) rezystywność aluminium (miedzi) jest duża.

(2) prowadnica wirnika lub pierścień końcowy z odlewu aluminiowego wewnątrz powietrza z otworami powietrznymi lub zanieczyszczeniami lub z powodu wad odlewu powodujących lokalne problemy w przypadku cienkich prętów.

(3) żłobek stojana nie jest schludny (co objawia się ząbkowaniem żłobka), jest niewłaściwy element, przeciwelement, co powoduje, że efektywna powierzchnia żłobka wirnika jest niewystarczająca.

(4) z powodu niewłaściwego doboru parametrów odlewu, prowadzącego do luźnej organizacji aluminium, co bezpośrednio prowadzi do zwiększonej rezystywności.

(5) materiał nie spełnia wymagań, np. zwykły wirnik aluminiowy wykorzystujący stop aluminium.

(6) Używanie niewłaściwego rotora itp.

● Wysoki prąd wirnika.

(1) Użycie niewłaściwego rotora.

(2) Do odlewania aluminium użyto niewłaściwego aluminium, np. wirnika ze stopu aluminium przy użyciu zwykłego aluminium.

(3) Rdzeń wirnika nie jest ułożony solidnie, co skutkuje dużą powierzchnią aluminium pomiędzy częściami, co powoduje nadmierny prąd poprzeczny wirnika.

Duża bezdomna strata

● Niewłaściwy dobór typu lub skoku uzwojenia stojana.

● Niewłaściwy dobór pasowań stojana i szczeliny wirnika.

● Szczelina powietrzna jest zbyt mała lub bardzo nierówna.

● Poważne zwarcie pomiędzy prowadnicą wirnika a rdzeniem.

Koniec uzwojenia stojana jest za długi itp.

Duża utrata żelaza

Jakość blachy ze stali krzemowej jest niska lub materiał jest używany niewłaściwie,

na przykład materiał 600 jest błędnie używany jako materiał 800, który jest gatunkiem obniżonym;

problemowi należy zwrócić szczególną uwagę na fabrykę silników elektrycznych outsourcingu rdzenia żelaznego.

● Słaba izolacja pomiędzy elementami rdzenia stojana.

(1) Brak izolacji lub słaby efekt leczenia.

(2) Ciśnienie jest zbyt wysokie, gdy rdzeń jest ułożony w stos, co powoduje uszkodzenie izolacji międzywarstwowej.

(3) Zwarcie pomiędzy rdzeniem a elementem podczas obracania otworu stojana lub naprawy i piłowania rdzenia (problem występuje w większości zakładów produkujących rdzenie).

● Niewystarczająca liczba rdzeni i niewystarczająca masa żelaza.

(1) Niewystarczająca liczba fragmentów kodu (brakujące elementy).

(2) Nacisk układania jest niewielki i niezagęszczony, co bezpośrednio powoduje, że ciężar żelaza jest niewystarczający.

(3) Duże zadziory w blasze wykrawającej i nie można zagwarantować ciężaru żelazka, gdy długość żelazka jest zgodna.

(4) Farba jest zbyt gruba, co stanowi bezpośredni problem z jakością blachy ze stali krzemowej.

● Obwód magnetyczny jest zbyt nasycony i krzywa prądu jałowego w funkcji napięcia jest w tym momencie bardziej wygięta.

● Straty błądzące przy braku obciążenia są duże, ponieważ są uwzględniane w stratach żelaza podczas testu, co sprawia, że ​​straty żelaza wydają się większe.

● W przypadku usunięcia uzwojenia w wyniku pożaru lub nagrzania elektrycznego rdzeń ulega przegrzaniu, a przewodność magnetyczna spada, a izolacja międzyczęściowa ulega uszkodzeniu.

Problem ten występuje głównie wtedy, gdy uzwojenie jest usuwane przez ogień po awarii uzwojenia;

niektórzy producenci silników indukcyjnych szukali sposobu na usunięcie uzwojenia poprzez zanurzenie go w ługu.

Wysokie straty mechaniczne

● Jakość łożyska lub zespołu łożyska nie jest dobra, w tym czasie łożysko będzie mocno nagrzane lub będzie nieelastyczne podczas obrotu.

● Zły wentylator zewnętrzny (np. silnik 2-biegunowy z wentylatorem 4-biegunowym) lub niewłaściwy kąt łopatek wentylatora; zgodnie z konwencjonalną konstrukcją wentylator silnika 2P jest stosunkowo mały, a metoda zmniejszania strat poprzez regulację metody wentylatora jest bardzo skuteczna, ale założeniem jest zapewnienie wydajności inteligentnych silników w zakresie wzrostu temperatury.

● Obudowa i dwie komory łożyskowe pokryw końcowych nie znajdują się na tej samej osi.

● Mała średnica komory łożyska powoduje odkształcenie pierścienia zewnętrznego łożyska pod wpływem nacisku i zwiększenie strat tarcia łożyska; sytuacja ta może również prowadzić do jednoczesnego uszkodzenia przegrzania łożyska.

● Za dużo smaru lub zła jakość smaru w komorze łożyska.

Problem jest oczywisty w przypadku silnika wysokiego napięcia, był test, najwyższy punkt temperatury pokrywy łożyska jest o 10 K wyższy niż najniższy, otwórz kontrolę, w miejscu smaru gromadzi się więcej.

● Stojan i rotor ocierają się o siebie, co nazywamy zamiataniem.

Kiedy stojan i wirnik ocierają się o siebie, nie chodzi o to, że bezpośrednio powoduje to, że silnik elektryczny nie obraca się, ale oczywiście straty w silnikach elektrycznych wzrastają.

● Rozmiar osiowy wirnika jest nieprawidłowy, co powoduje martwy koniec na obu końcach i sprawia, że ​​obrót jest nieelastyczny.

● Części takie jak uszczelka olejowa lub pierścień odprowadzający wodę nie są prawidłowo zamontowane lub są zdeformowane, co powoduje duży opór tarcia.

Wentylator ociera się o powiązane części silników elektrycznych, co powoduje słabe obroty.

Sprawność silnika elektrycznego, głównie po określeniu wyboru projektu, na przykład sprawność silnika synchronicznego z magnesami trwałymi jest wyższa niż asynchronicznych silników energooszczędnych prądu przemiennego, potrzeba pracy o wysokiej wydajności, należy wybrać systemy mechaniczne i elektryczne sterujące serwo, a nie system prędkości o zmiennej częstotliwości, oczywiście koszt to więcej pieniędzy, więc maksymalna wydajność jest ściśle związana z kosztem.

Aby poprawić sprawność silnika elektrycznego, istotą jest zmniejszenie strat silnika elektrycznego, straty silnika elektrycznego dzielą się na straty mechaniczne i straty elektromagnetyczne.

Na przykład w przypadku asynchronicznych silników elektrycznych prądu przemiennego prąd przepływający przez uzwojenia stojana i wirnika będzie powodować straty w miedzi i przewodzie.

Pole magnetyczne w żelazie będzie powodować prądy wirowe, a tym samym straty wynikające z histerezy.

Wysokie harmoniczne pola magnetycznego oddechu będą powodować straty błądzące na obciążeniu, łożyskach i obrotach wentylatora, a proces będzie powodował straty wynikające ze zużycia.

Aby zmniejszyć straty wirnika, można zmniejszyć opór uzwojenia wirnika.

Zastosowanie grubszego i niższego oporności drutu lub zwiększenie pola przekroju poprzecznego szczeliny wirnika, materiał jest oczywiście bardzo krytyczny, istnieją warunki do wytworzenia wirnika miedzianego, straty zostaną zmniejszone o około 15%.

Obecne silniki asynchroniczne mają zasadniczo aluminiowy wirnik, więc wydajność nie jest tak wysoka.

Ten sam stojan ma tę samą stratę miedzi, może zwiększyć subrzędną szczelinę stojana, zwiększyć pełną prędkość szczeliny szczeliny stojana, może również skrócić długość końcową uzwojenia stojana.

Jeśli zamiast uzwojenia stojana zastosuje się magnesy trwałe, brak prądu przepływającego przez nie może oczywiście poprawić wydajność.

Jest to również podstawowy powód, dla którego silniki synchroniczne są bardziej wydajne niż silniki asynchroniczne.

Straty żelaza w silniku, można zastosować dobrej jakości blachę ze stali krzemowej, zmniejszyć utratę histerezy lub wydłużyć długość rdzenia, można zmniejszyć gęstość strumienia, można również zwiększyć powłokę izolacyjną, oprócz procesu obróbki cieplnej jest również bardzo krytyczny.

Ważniejsza jest wydajność wentylacji silnika elektrycznego, temperatura jest wysoka, oczywiście straty będą bardzo duże, można zastosować odpowiednią konstrukcję chłodzącą lub dodatkowe metody chłodzenia, aby zmniejszyć straty tarcia.

Wysokie harmoniczne, które generują straty błądzące w uzwojeniu i rdzeniu, mogą poprawić uzwojenie stojana, redukując powstawanie wysokich harmonicznych, a także zmniejszyć efekt szczeliny magnetycznej poprzez obróbkę izolacyjną powierzchni żłobka wirnika i zastosowanie błota szczeliny magnetycznej.

Lektura rozszerzona: Jak zdefiniować silnik o wysokiej sprawności energetycznej?

Zwykły silnik: silnik to urządzenie zamieniające energię elektryczną na energię mechaniczną, 70%-95% energii elektrycznej pochłoniętej przez silnik elektryczny zamienia się w energię mechaniczną, co często określa się mianem silników energooszczędnych, jest to ważny wskaźnik techniczny silnika, pozostałe 30%-5% jest zużywane przez sam silnik z powodu strat cieplnych i mechanicznych, więc ta część energii elektrycznej jest marnowana.

Silnik o wysokiej wydajności:

The motor with higher utilization of electric energy is called high-efficiency motor, referred to as "high-efficiency motor".

W przypadku zwykłych silników nie jest łatwo zwiększyć wydajność o 1 punkt procentowy, a materiał zostanie znacznie zwiększony, a gdy wydajność silnika elektrycznego osiągnie określoną wartość, niezależnie od tego, jak bardzo materiał zostanie zwiększony, nie można go poprawić.

Większość wysokosprawnych silników elektrycznych dostępnych obecnie na rynku to nowsze produkty trójfazowych silników asynchronicznych, co oznacza, że ​​podstawowa zasada działania nie uległa zmianie.

Silniki o wysokiej maksymalnej sprawności poprawiają sprawność silników głównie w następujący sposób.

1、Zwiększ zewnętrzną średnicę żelaznego rdzenia, zwiększ długość żelaznego rdzenia, zwiększ rozmiar szczeliny stojana, zwiększ ciężar drutu miedzianego, aby osiągnąć cel wydajności, na przykład: silnik Y2-8024 zwiększy średnicę zewnętrzną z Φ120 do Φ130, niektóre zagraniczne kraje zwiększają Φ145 i zwiększają długość z 70 do 90. Do produkcji używa się 3 kg żelaza i 0,9 kg drutu miedzianego każdy silnik elektryczny.

2. Używanie blachy ze stali krzemowej o dobrej przewodności magnetycznej, blachy walcowanej na gorąco z dużą utratą żelaza w przeszłości, ale obecnie używa się wysokiej jakości blachy walcowanej na zimno o niskiej stracie, takiej jak DW470 lub nawet niższej DW270.

3, popraw dokładność przetwarzania, zmniejsz straty mechaniczne, wymień małe wentylatory, aby zmniejszyć straty wentylatorów za pomocą łożysk o wysokiej wydajności.

4, parametry wydajności elektrycznej silnika elektrycznego w celu optymalizacji projektu, poprzez zmianę kształtu szczeliny i innych parametrów optymalizacji.

5, zastosowanie odlewanego wirnika miedzianego (złożony proces, wysoki koszt).

Zatem wyprodukowanie naprawdę wysokowydajnego silnika wymaga znacznie wyższych kosztów projektowania, surowców i przetwarzania, aby maksymalnie przekształcić energię elektryczną w energię mechaniczną.

Środki oszczędzające energię dla silników o wysokiej sprawności

Oszczędzanie energii silnika to inżynieria systemowa obejmująca cały cykl życia silnika, od projektu silnika, produkcji po wybór silnika, obsługę, regulację, konserwację i złomowanie. Efekt środków oszczędzania energii należy rozpatrywać w całym cyklu życia silnika, a poprawę wydajności rozważa się głównie w kraju i za granicą pod kątem następujących aspektów w tym zakresie.

Projekt silnika energooszczędnego odnosi się do zastosowania nowoczesnych metod projektowania, takich jak technologia projektowania optymalizacyjnego, technologia nowych materiałów, technologia sterowania, technologia integracji oraz technologia testowania i kontroli w celu zmniejszenia strat mocy silnika, poprawy wydajności silnika i zaprojektowania silnika o wysokiej wydajności.

Zamieniając energię elektryczną na energię mechaniczną, sam silnik również traci część energii.

Typową stratę w silniku prądu przemiennego można ogólnie podzielić na trzy części: stratę stałą, stratę zmienną i stratę błądzącą. Zmienne zmiany strat wraz z obciążeniem, w tym utrata rezystancji stojana (utrata miedzi), utrata rezystancji wirnika i utrata rezystancji szczotek; strata stała nie jest związana z obciążeniem, włączając straty w rdzeniu i straty mechaniczne.

Strata żelaza składa się ze straty histerezy i straty prądu wirowego, proporcjonalnych do kwadratu napięcia, przy czym strata histerezy jest również odwrotnie proporcjonalna do częstotliwości;

inne straty bezpańskie to straty mechaniczne i inne straty, w tym straty w wyniku tarcia łożyska oraz straty w wentylatorze, wirniku i inne straty w oporze wiatru spowodowane obrotem.

Charakterystyka silnika o wysokiej wydajności

1, Oszczędzaj zużycie energii, redukuj długoterminowe koszty operacyjne, bardzo odpowiednie dla tekstyliów, wentylatorów, pomp, sprężarek, oszczędzając energię przez rok, aby odzyskać koszty zakupu silnika.

2, rozruch bezpośredni lub kontrola prędkości za pomocą przetwornicy częstotliwości, mogą w pełni zastąpić silnik asynchroniczny.

3, sam energooszczędny silnik z magnesami trwałymi ziem rzadkich może zaoszczędzić ponad 15 ℅ energii elektrycznej w porównaniu ze zwykłymi silnikami.

4, Współczynnik mocy wejściowej silnika elektrycznego bliski 1, poprawia jakość współczynnika sieci, nie ma potrzeby dodawania kompensatora współczynnika mocy.

5, prąd silnika elektrycznego jest niewielki, co oszczędza zdolność przesyłową i dystrybucyjną, wydłużając ogólną żywotność systemu.

6, budżet oszczędzania energii: na przykład silnik 55 kW, silnik o wyższej wydajności niż ogólna oszczędność energii silnika 15%, koszt energii elektrycznej na stopień o 0,5 juana, korzystanie z energooszczędnego silnika w ciągu roku poprzez oszczędzanie energii może odzyskać koszt wymiany silnika.

W przypadku jakichkolwiek zapytań dotyczących silnika o wysokiej wydajności, proszę znaleźć profesjonalny silnik elektryczny w Chinach - silnik Dongchun tutaj.

Silnik Dongchun oferuje szeroką gamę silników elektrycznych stosowanych w różnych gałęziach przemysłu, takich jak transport, infrastruktura i budownictwo.

Uzyskaj szybką odpowiedź.